挑战与展望：开关磁阻电机在极限环境下的研究

随着研究的不断深入，针对开关磁阻电机的转矩脉动、振动及噪声、功率密度等问题逐渐形成了可靠的解决方法。目前英国SRD有限公司生产的新型开关磁阻电机驱控系统转矩脉动可以低至0.5%，已能够满足多数场合的应用需求；日本工业大学开发的50kW和100kW级电动汽车用开关磁阻电机驱动系统在功率密度上接近了永磁电机驱动系统。但目前开关磁阻电机的研究中仍存在以下难题亟待攻克。

（1）开关磁阻电机的多目标优化设计和控制。目前开关磁阻电机的研究多是针对单一目标而开展的，例如转矩脉动问题、减振降噪问题、提高能效问题等，但由于开关磁阻电机各性能指标的内在关联性，针对单一目标所采取的方法可能会对其他性能指标产生影响，进而影响整体性能。为了提升综合性能，对开关磁阻电机的研究将逐渐由单目标导向的方式转向多目标导向，对新的设计方法或控制方法的评价也将由单一指标转向综合指标。目前对性能指标间的关联机理、程度和影响因素尚待深入研究，对多目标导向的设计和控制也缺乏有效的模型和评价方法，需要进行深入的理论探索。

（2）开关磁阻电机的高带宽、高精度转速和转矩控制。目前在工业伺服领域主要使用永磁电机，开关磁阻电机在该领域应用很少，主要由于开关磁阻电机的非线性特性导致转速或转矩控制难度大，稳态精度和响应速度都难以满足伺服领域的应用要求。随着非线性系统控制理论的发展及高性能工业处理芯片的出现，有越来越多的方案可用于开关磁阻电机的精准控制，这有可能推动开关磁阻电机在伺服领域的应用。目前针对开关磁阻电机的高响应速度、高稳态精度控制方法，需要从控制理论和工程实施上共同突破。(www.xing528.com)

（3）开关磁阻电机在极限环境下的应用。开关磁阻电机的突出特点是结构简单可靠、无永磁材料，这些优点使其在超高/低速度、超高/低温度以及强振环境下有不可替代的优势。目前对开关磁阻电机的研究集中于常规环境下的工业应用，研究者对其在极限环境下的应用探索较少，对在极限环境下应用开关磁阻电机所面临的理论或工程问题也缺乏了解。为了发挥开关磁阻电机在极限环境下的天然优势，需深入研究开关磁阻电机在极限环境下的结构设计、性能评价、控制方法等问题。